【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電力系統(tǒng)與自動化控制，具體為一種110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、隨著無人機技術(shù)的快速發(fā)展，其在電力線路巡檢領(lǐng)域的應用日益廣泛。傳統(tǒng)的巡檢方式多采用單機方式為主，單機載荷能力有限，限制了搭載的設(shè)備，在巡航距離和監(jiān)測內(nèi)容方面受到限制。如果要完成一項復雜的巡檢任務(wù)，需要多次出動，或者頻繁更換不同設(shè)備，存在載荷能力、巡檢效率低下等問題。
2、近年來，無人機集群巡檢技術(shù)逐漸成為研究熱點，通過多臺無人機協(xié)同作業(yè)，可以有效提高巡檢效率和覆蓋范圍，然而，現(xiàn)有的無人機集群巡檢控制方法存在巡檢方式耗時長、覆蓋率低，巡檢數(shù)據(jù)的處理與場景分析難度大，無人機協(xié)同控制技術(shù)不成熟以及通訊易被干擾等問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于上述存在的問題，提出了本專利技術(shù)。
2、因此，本專利技術(shù)解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有的無人機集群巡檢控制方法存在任務(wù)分配不合理、路徑規(guī)劃效率低、集群協(xié)同飛行穩(wěn)定性差，以及如何實現(xiàn)實時避障的問題。
3、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法，包括通過利用第一數(shù)據(jù)生成巡檢區(qū)域三維地圖，使用第一算法進行分布式任務(wù)分配；基于第二算法的三維擴展進行路徑搜索；采用第三控制算法實現(xiàn)無人機集群協(xié)調(diào)飛行，結(jié)合動態(tài)窗口法實時避障。
4、作為本專利技術(shù)所述的110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述利用第一數(shù)據(jù)包括對預處理后的第一數(shù)據(jù)進行分類，分為
5、作為本專利技術(shù)所述的110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述生成巡檢區(qū)域三維地圖包括對預處理后的第一數(shù)據(jù)通過插值和網(wǎng)格化生成三維地圖；所述三維地圖包括數(shù)字高程模型和數(shù)字地形模型。
6、作為本專利技術(shù)所述的110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述使用第一算法進行分布式任務(wù)分配包括通過使用第一算法，結(jié)合第一數(shù)據(jù)，基于地形數(shù)據(jù)對任務(wù)進行分布式分配。
7、作為本專利技術(shù)所述的110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述基于第二算法的三維擴展進行路徑搜索包括對第二算法進行三維擴展，通過擴展鄰居節(jié)點找到代價最小路徑進行路徑搜索。
8、作為本專利技術(shù)所述的110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述采用第三控制算法實現(xiàn)無人機集群協(xié)調(diào)飛行包括采用第三控制算法，基于吸引力、排斥力以及對齊力將無人機群在三維空間中以協(xié)調(diào)飛行的隊形穩(wěn)定飛行。
9、作為本專利技術(shù)所述的110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述結(jié)合動態(tài)窗口法實時避障包括無人機根據(jù)當前狀態(tài)通過動態(tài)窗口評估多個可行路徑，選擇最優(yōu)路徑進行執(zhí)行。
10、本專利技術(shù)的另外一個目的是提供一種110kv輸電線路無人機集群巡檢控制系統(tǒng)，其能通過集群控制算法，并基于三種行為力，幫助無人機在三維空間中形成協(xié)調(diào)飛行的隊形，避免互相碰撞或飛離編隊，解決了現(xiàn)有技術(shù)無人機協(xié)同控制技術(shù)不成熟的問題。
11、作為本專利技術(shù)所述的110kv輸電線路無人機集群巡檢控制系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：包括任務(wù)規(guī)劃分配模塊，三維路徑規(guī)劃模塊，集群協(xié)同飛行模塊；所述任務(wù)規(guī)劃分配模塊用于通過利用第一數(shù)據(jù)生成巡檢區(qū)域三維地圖，使用第一算法進行分布式任務(wù)分配；所述三維路徑規(guī)劃模塊用于基于第二算法的三維擴展進行路徑搜索；所述集群協(xié)同飛行模塊用于采用第三控制算法實現(xiàn)無人機集群協(xié)調(diào)飛行，結(jié)合動態(tài)窗口法實時避障。
12、一種計算機設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序是實現(xiàn)110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法的步驟。
13、一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法的步驟。
14、本專利技術(shù)的有益效果：本專利技術(shù)提供的110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法通過利用預處理后的雷達點云數(shù)據(jù)進行分類，結(jié)合地形數(shù)據(jù)，使用先進的分布式任務(wù)分配算法，可以更智能地根據(jù)地形復雜度和障礙物分布進行任務(wù)分配，確保了每臺無人機執(zhí)行的任務(wù)與其能力和環(huán)境相適應，從而提高整體巡檢效率；通過對現(xiàn)有路徑規(guī)劃算法的三維擴展，結(jié)合地形數(shù)據(jù)，可以更準確地規(guī)劃出無人機的飛行路徑，減少不必要的飛行時間和能源消耗；通過采用集群控制算法，基于三種行為力，實現(xiàn)無人機在三維空間中的協(xié)調(diào)飛行，保持隊形穩(wěn)定，提高了集群飛行的靈活性和適應性；通過集群協(xié)同作業(yè)，可以同時對多段輸電線路進行巡檢，大大縮短了巡檢時間，提升了作業(yè)效率，并全面覆蓋數(shù)據(jù)線路的各個角落，避免了盲區(qū)或漏檢問題。本專利技術(shù)在巡檢效率、巡檢覆蓋率以及無人機群協(xié)同控制方面都取得更加良好的效果。
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1.一種110KV輸電線路無人機集群巡檢控制方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的110KV輸電線路無人機集群巡檢控制方法，其特征在于，所述利用第一數(shù)據(jù)包括對預處理后的第一數(shù)據(jù)進行分類，分為地面特征和非地面特征。
3.如權(quán)利要求2所述的110KV輸電線路無人機集群巡檢控制方法，其特征在于，所述生成巡檢區(qū)域三維地圖包括對預處理后的第一數(shù)據(jù)通過插值和網(wǎng)格化生成三維地圖；
4.如權(quán)利要求3所述的110KV輸電線路無人機集群巡檢控制方法，其特征在于，所述使用第一算法進行分布式任務(wù)分配包括通過使用第一算法，結(jié)合第一數(shù)據(jù)，基于地形數(shù)據(jù)對任務(wù)進行分布式分配。
5.如權(quán)利要求4所述的110KV輸電線路無人機集群巡檢控制方法，其特征在于，所述基于第二算法的三維擴展進行路徑搜索包括對第二算法進行三維擴展，通過擴展鄰居節(jié)點找到代價最小路徑進行路徑搜索。
6.如權(quán)利要求5所述的110KV輸電線路無人機集群巡檢控制方法，其特征在于，所述采用第三控制算法實現(xiàn)無人機集群協(xié)調(diào)飛行包括采用第三控制算法，基于吸引力、排斥力以及對齊力將無人機群在三
7.如權(quán)利要求6所述的110KV輸電線路無人機集群巡檢控制方法，其特征在于，所述結(jié)合動態(tài)窗口法實時避障包括無人機根據(jù)當前狀態(tài)通過動態(tài)窗口評估多個可行路徑，選擇最優(yōu)路徑進行執(zhí)行。
8.一種采用如權(quán)利要求1～7任一所述的110KV輸電線路無人機集群巡檢控制方法的系統(tǒng)，其特征在于：包括任務(wù)規(guī)劃分配模塊，三維路徑規(guī)劃模塊，集群協(xié)同飛行模塊；
9.一種計算機設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項所述的110KV輸電線路無人機集群巡檢控制方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項所述的110KV輸電線路無人機集群巡檢控制方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法，其特征在于，所述利用第一數(shù)據(jù)包括對預處理后的第一數(shù)據(jù)進行分類，分為地面特征和非地面特征。
3.如權(quán)利要求2所述的110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法，其特征在于，所述生成巡檢區(qū)域三維地圖包括對預處理后的第一數(shù)據(jù)通過插值和網(wǎng)格化生成三維地圖；
4.如權(quán)利要求3所述的110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法，其特征在于，所述使用第一算法進行分布式任務(wù)分配包括通過使用第一算法，結(jié)合第一數(shù)據(jù)，基于地形數(shù)據(jù)對任務(wù)進行分布式分配。
5.如權(quán)利要求4所述的110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法，其特征在于，所述基于第二算法的三維擴展進行路徑搜索包括對第二算法進行三維擴展，通過擴展鄰居節(jié)點找到代價最小路徑進行路徑搜索。
6.如權(quán)利要求5所述的110kv輸電線路無人機集群巡檢控制方法，其特征在于，所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：覃周培，王善知，陸爵衛(wèi)，廖家煥，馬忠利，覃文霖，譚映，黃韜源，農(nóng)靖宇，勞曉東，
申請(專利權(quán))人：廣西電網(wǎng)有限責任公司崇左供電局，
類型：發(fā)明
國別省市：
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